关于水稻插秧机的机械原理课程设计2.docVIP

水稻插秧机 1．水稻插秧机设计要求 水稻插秧机是用于栽植水稻秧苗的机具。结构简单、体积小，使用寿命长。它主要包括送秧机构、传动机构、分插机构、机架和船体等组成。本设计主要完成分插机构和送秧机构的设计。 设计要求： 1）水稻插秧机应包括连杆机构、凸轮机构等常用机构。 2）插秧频率120次/min。 3）插秧深度10~25mm之间。 4）发动机功率2.42kw，转速2600r/min,传动机构始末传动比i 26。 5 对移箱机构（送秧机构）的设计要求： a.每次移箱距离应与秧爪每次取秧宽度相配合，要求保证取秧准确、均匀。 b.移箱的时间应与秧爪的运动相配合。 c.传动平稳，结构简单，加工方便，必须使用可靠、耐久。 2. 工作原理及其动作分解 分插机构 是水稻插秧机的主要工作部件，由取秧器驱动机构和轨迹控制机构组成。取秧器在驱动机构的驱动和轨迹控制机构的控制下，按照一定的轨迹从秧箱中分取一定数量的秧苗并将其插入土中，然后返回原始位置开始下一次循环动作送秧机构作用是按时、定量地把秧苗送到秧门处，使秧爪每次获得需要的秧苗横向送秧机构送秧方向同机器行进方向垂直，采用移动秧箱法因又称移箱机构。在秧箱移至两端极限位置后自动换向 评价：采用曲柄摇杆机构，主动件为曲柄，使秧爪按照特定轨迹运动。此机构设计简单，传动准确，快速。 方案乙： 评价：本机构采用连杆机构，利用油缸作为主动件，来实现秧爪的特定轨迹运动。此机构设计简单，但是需要额外的液压油路。 结论：方案甲 结构简单，制造方便，符合设计要求，故 分插机构 选用 方案甲。 2）送秧机构的方案设计 方案A： 评价：采用凸轮机构，通过凸轮的回转运动，实现从动件（秧箱）的横向直线往复运动。本机构结构简单，传力小，传动准确，运动灵活。但凸轮廓线的设计较复杂。 方案B： 评价：此系统以电动机为驱动元件，通过PLC控制系统，来控制齿轮的转动，从而影响齿条的运动，使齿条进行直线往复运动。此机构设计简单，传动平稳，效率高，传动比准确，可靠。但此方案需要PLC控制设备，成本较高。 结论： 方案A 采用凸轮机构，结构简单，传动平稳，成本较低，故 送秧机构 选择 方案A。 3）方案设计的确定 综上所述，考虑到插秧机的设计要求（水稻插秧机应包括连杆机构、凸轮机构等常用机构，送秧机构传动平稳，结构简单，加工方便，必须使用可靠、耐久。）以及自身所学知识，本设计的 分插机构 选择 方案甲 ，送秧机构 选择 方案A 。 如图 ： 运动仿真图： 4．机构尺寸的设计 1）送秧机构 在设计要求中，电动机 的 转速 为 2600r／min。 由于 传动机构 始末传动比 i 26 ， 故 皮带轮 与 齿轮1 的 转速 为 100r／min 。 在设计要求中， 插秧频率 为 120次/min ， 故 齿轮2 的 转速 为 120r／min ， 即 齿轮1 与 齿轮2 的 传动比 为 5:6 。 两齿轮的设计如下： 名称 齿轮1 齿轮2 模数m 3 齿数 36 30 分度圆直径 d 108 90 齿顶高 ha 6 6 齿根高 hf 7.5 7.5 基圆直径 db 100 84 传动比 i 5：6 啮合角 α 22.19° 22.19° 齿轮1 与 齿轮2 之间的中心距为 99 mm 。 齿轮传动 如图： 连杆机构： 杆AB为 曲柄，杆CD为 摇杆，BE与 连杆BC 固结。本设计的要求中，点E的轨迹如 图1中所示。 假设AB长为10mm，BC长为30mm，CD长为20mm，AD长为30mm， BE长为55mm ， 以 A 为 原点，AD 所在直线为 x轴，建立平面直角坐标系。 由 10 *cosθ1 + 30 *cosθ2 30 + 20 *cosθ3， 10 *sinθ1 + 30* sinθ2 20* sinθ3， 得， θ2 2* arctan ﹛2*sinθ1 — [16 — 2*cosθ1 +1 2 ]? ﹜/ （4 * cosθ1 — 11） 点E的轨迹方程如下： x 10 *cosθ1 + 55*cos（θ2+θ） y 10* sinθ1 + 55 *sin（θ2+θ） 利用 MATLAB软件，通过改变角θ的大小（θ的值依次取10°,15°，20°，25°，30°，35°，40°，45°，50°），来获得 点E的9个轨迹图。 在 MATLAB 编译器中输入以下语言： for i 1:9 theta1 0:pi/100:2*pi; theta2 2*atan 2*sin theta1 -sqrt 16- 2*cos theta1 +1 .^2 ./ 4*cos theta1 -11 ; x 10*cos theta1 +55*cos i-1 *3.75*pi/